模拟电子技术基础 第六章 模拟集成电路
模拟电子技术全套课件
模拟电路的性能指标与优化
模拟电子电路设计
04
模拟电路设计的基本原则与方法
总结词：掌握模拟电路设计的基本原则和方法是设计出高效、稳定、可靠的模拟电路的关键。
详细描述
模拟电路的制程与工艺
模拟电子技术实践应用
05
信号调制与解调
通过模拟电路实现信号的调制和解调，以实现信号的传输和接收。
信号放大
模拟电路可用于放大微弱信号，为通信系统提供稳定、可靠的信号源。
滤波处理
模拟电路可用于对信号进行滤波处理，以提取有用信号并抑制噪声干扰。
模拟电路在通信系统中的应用
模拟电路可用于放大音频信号，为音响设备提供足够的功率。
按工作频带可分为窄带放大器和宽带放大器。
放大器的分类
增益、通频带、输入输出阻抗等。
放大器的主要参数
放大器基础
提取有用信息，抑制噪声和干扰。
信号处理的目的
滤波器的种类
滤波器的工作原理
低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
利用电路的频率特性实现对信号的过滤和处理。
03
02
01
信号处理与滤波器
音频信号放大
通过模拟电路实现音频效果的添加，如混响、均衡器等。
音频效果处理
模拟电路在音频录制和编辑过程中起到关键作用，如调音台等设备。
音频录制与编辑
模拟电路在音频处理中的应用
信号转换与接口
模拟电路用于实现不同系统之间的信号转换与接口连接。
控制系统稳定性
模拟电路有助于提高控制系统的稳定性和可靠性。
模电 康华光 第六版
第十九页，共28页。
2.4.1 求差电路
从结构上看，它是反相输入和 同相输入相结合的放大电路。
vi2＋
R2 P
R3
i2 vp ip ＋ i3
vi2－vi1
vo
根据虚短、虚断和N、P点
vn in －
的KCL得：
2.1 集成电路运算放大器
当Avo(vP－vN) V＋ 时 vO＝ V＋
当Avo(vP－vN) V-时 vO＝ V-
电压传输特性 vO＝ f (vP－vN)
线性范围内 vO＝Avo(vP－vN) Avo——斜率
第七页，共28页。
2.2 理想运算放大器
1. vo的饱和极限值等于运放的电 源电压V＋和V－
▪ 输出电阻 ro 100Ω （很小）
vO＝Avo(vP－vN)
（ V－＜ vO ＜V＋ ）
注意输入输出的相位关系
第五页，共28页。
2.1 集成电路运算放大器
当Avo(vP－vN) V＋ 时 vO＝ V＋
当Avo(vP－vN) V-时 vO＝ V-
电压传输特性 vO＝ f (vP－vN)
第六页，共28页。
2. 运放的开环电压增益很高
若（vp－vn）＞0 则 vo= +Vom=V＋ 若（vp－vn）＜0 则 vo= –Vom=V－
3. 若V－< vo <V＋ 则 （vp－vn）0
4. 输入电阻ri的阻值很高 使 ip≈ 0、in≈ 0
5. 输出电阻很小， ro ≈ 0
理想：
ri≈∞ ro≈0 Avo→∞ vo＝Avo(vp－vn)
《模拟电子技术基础》目录
模拟电子技术根底主编：黄瑞祥副主编：周选昌、查丽斌、郑利君杨慧梅、肖铎、赵胜颖目录绪论第1章集成运算放大器1.1 抱负运算放大器的功能与特性抱负运算放大器的电路符号与端口抱负运算放大器的功能与特性1.2 运算放大器的反相输入阐发闭环增益输入、输出阻抗有限开环增益的影响加权加法器运算放大器的同相输入阐发闭环增益输入、输出阻抗有限开环增益的影响电压跟随器1.4 运算放大器的差分输入阐发1.5 仪表放大器1.6 积分器与微分器1.6.1 具有通用阻抗的反相输入方式1.6.2 反相积分器1.6.3 反相微分器1.7 运算放大器的电源供电1.7.1 运算放大器的双电源供电1.7.2 运算放大器的单电源供电本章小结习题第2章半导体二极管及其底子电路2.1 半导体根底常识2 本征半导体2 杂质半导体2 两种导电机理——扩散和漂移2.2 PN结的形成和特性2.2.1 PN结的形成2.2.2 PN结的单向导电性2.2.3 PN结的反向击穿2.2.4 PN结的电容特性2.3 半导体二极管的布局及指标参数2 半导体二极管的布局2 二极管的主要参数2 半导体器件型号定名方法2.4 二极管电路的阐发方法与应用2.4.1 二极管电路模型2.4.2 二极管电路的阐发方法2 二极管应用电路2.5 特殊二极管2.5.1 肖特基二极管2.5.2 光电子器件本章小结习题第3章三极管放大电路根底3.1 三极管的物理布局与工作模式3 物理布局与电路符号3 三极管的工作模式3.2 三极管放大模式的工作道理3.2.1 三极管内部载流子的传递3.2.2 三极管的各极电流3.3 三极管的实际布局与等效电路模型3.3.1 三极管的实际布局3.3.2 三极管的等效电路模型3.4 三极管的饱和与截止模式3.4.1 三极管的饱和模式3.4.2 三极管的截止模式3.5 三极管特性的图形暗示3.5.1 输入特性曲线3.5.2 输出特性曲线3.5.3 转移特性曲线3.6 三极管电路的直流阐发3.6.1 三极管直流电路的阐发方法3.6.2 三极管直流电路阐发实例3.7 三极管放大器的主要参数3.7.1 三极管放大器电路3.7.2 集电极电流与跨导3.7.3 基极电流与基极的输入电阻发射极电流与发射极的输入电阻电压放大倍数3.8 三极管的交流小信号等效模型3.8.1 混合∏型模型3.8.2 T型模型3.8.3 交流小信号等效模型应用3.9 放大器电路的图解阐发3.10 三极管放大器的直流偏置3.10.1 单电源供电的直流偏置3.10.2 双电源供电的偏置电路集电极与基极接电阻的偏置电路恒流源偏置电路3.11 三极管放大器电路3.11.1 放大器的性能指标3.11.2 三极管放大器的底子组态共发射极放大器发射极接有电阻的共发射极放大器共基极放大器共集电极放大器本章小结习题第4章场效应管及其放大电路4.1 MOS场效应管及其特性4 增强型MOSFET〔EMOSFET〕4 耗尽型MOSFET〔DMOSFET〕4 四种MOSFET的比较4 小信号等效电路模型4.2 结型场效应管及其特性4 工作道理4 伏安特性4 JFET的小信号模型4.3 场效应管放大电路中的偏置4 直流状态下的场效应管电路4 分立元件场效应管放大器的偏置4 集成电路中场效应管放大器的偏置4.4 场效应管放大电路阐发4 FET放大电路的三种底子组态4 共源放大电路4 共栅放大电路4 共漏放大电路4 有源电阻本章小结习题第5章差分放大器与多级放大器5.1 电流源5 镜像电流源5 微电流源比例电流源5.2 差分放大器差分放大器模型差分放大器电路差分放大器的主要指标差分放大器的传输特性5.2.5 FET差分放大器5.2.6 差分放大器的零点漂移5.3 多级放大器5 多级放大器的一般布局5 多级放大器级间耦合方式5 多级放大器的阐发计算5.4 模拟集成电路读图操练5.4.1 模拟集成电路内部布局框图5.4.2 简单集成运放电路道理通用型模拟集成电路读图操练集成运算放大器的主要技术指标集成运算放大器的分类正确选择集成运算放大器集成运算放大器的使用要点本章小结习题第6章滤波电路及放大电路的频率响应6.1 有源滤波电路6 滤波电路的底子概念与分类6 低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器6.2 放大电路的频率响应6 三极管的高频等效模型6 单管共射极放大电路的频率特性阐发多级放大电路的频率特性本章小结习题第7章反响放大电路7.1 反响的底子概念与判断方法7 反响的底子概念7 负反响放大电路的四种底子组态反响的判断方法7.2 负反响放大电路的方框图及一般表达式7.2.1 负反响放大电路的方框图7.2.2 负反响放大电路的一般表达式7.3 负反响对放大电路性能的影响7.3.1 提高增益的不变性7.3.2 改变输入电阻和输出电阻7.3.3 减小非线性掉真和扩展频带7.4 深度负反响放大电路的阐发深度负反响条件下增益的近似计算虚短路和虚断路7.5 负反响放大电路的不变性问题负反响放大电路自激振荡及不变工作的条件负反响放大电路不变性的阐发负反响放大电路自激振荡的消除方法本章小结习题第8章功率放大电路8.1 概述8 功率放大电路的主要特点8 功率放大电路的工作状态与效率的关系8.2 互补对称功率放大电路8.2.1 双电源互补对称电路〔OCL电路〕8.2.2 单电源互补对称功率放大器〔OTL〕8.2.3 甲乙类互补对称功率放大器8.2.4 复合管互补对称功率放大器8.2.5 实际功率放大电路举例8.3 集成功率放大器8.3.1 集成功率放大器概述8.3.2 集成功放应用简介8.4 功率放大器实际应用电路OCL功率放大器实际应用电路OTL功率放大器实际应用电路集成功率放大器实际应用电路功率放大器应用中的几个问题本章小结习题第9章信号发生电路9.1 正弦波发生电路9.1.1 正弦波发生电路的工作道理和条件9.1.2 RC正弦波振荡电路9.1.3 LC正弦波振荡电路9.1.4 石英晶体正弦波振荡电路9.2 电压比较器单门限电压比较器迟滞比较器窗口比较器集成电压比较器9.3 非正弦波发生电路9.3.1 方波发生电路9.3.2 三角波发生电路9.3.3 锯齿波发生电路集成函数发生器简介本章小结习题第10章直流稳压电源10.1 引言10.2 整流电路10.2.1 单相半波整流电路单相全波整流电路10.2.3 单相桥式整流电路10.3 滤波电路10.3.1 电容滤波电路10.3.2 电感滤波电路10.3.3 LC滤波电路Π型滤波电路10.4 线性稳压电路10.4.1 直流稳压电源的主要性能指标10.4.2 串联型三极管稳压电路10.4.3 提高稳压性能的办法和庇护电路10.4.4 三端集成稳压器10.5 开关式稳压电路10.5.1 开关电源的控制方式10.5.2 开关式稳压电路的工作道理及应用电路10.5.3 脉宽调制式开关电源的应用电路本章小结习题。
电子技术基础模拟部分第六版康华光
Q 1
3 AVF
得 A(s)
A0
s
Q 0
1 s ( s )2
Q0 0
－20
－40 0.1
关于选择性
＋
vO
－ (AVF -1)R1
R1 同相比例 放大电路
0.5 1 2 5 Q＝10
1
/0
18
华中科技大学 张林
10.3.4 二阶有源带阻滤波电路
可由低通和高通并联得到 必须满足 L H
vI
低通
特征角频率
故，幅频相应为
A(j )
A0
1 ( )2 c
R1
Rf
－
＋ vI
R vP C
＋ 同相比例 ＋ 放大电路 vO RL
－
－
无源 RC 滤波电路
20lg|
A(j) A0
|/dB
0
－3
实际
理想 －20dB/十倍频程
－20
1
10 /C
6
华中科技大学 张林
10.2 一阶有源滤波电路
2. 高通滤波电路
2
华中科技大学 张林
10 信号处理与信号产生电路
10.1 滤波电路的基本概念与分类 10.2 一阶有源滤波电路 10.3 高阶有源滤波电路 *10.4 开关电容滤波器 10.5 正弦波振荡电路的振荡条件 10.6 RC正弦波振荡电路 10.7 LC正弦波振荡电路 10.8 非正弦信号产生电路
3
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fcC1
fcC2
＋
vO
1
2
1
2
T3
C1 T4
C1 1 C2 1 j f
vi T1
T2
Cf －
模拟电子技术电子教案
模拟电子技术电子教案第一章：模拟电子技术概述1.1 教学目标了解模拟电子技术的基本概念理解模拟电子技术的主要应用领域掌握模拟电子技术的基本组成部分1.2 教学内容模拟电子技术的定义模拟电子技术与数字电子技术的区别模拟电子技术的主要应用领域模拟电子技术的基本组成部分1.3 教学方法采用讲授法，讲解模拟电子技术的基本概念和应用领域通过实物演示或图片展示，让学生了解模拟电子技术的实际应用通过小组讨论，让学生探讨模拟电子技术的基本组成部分及其作用1.4 教学评价课堂问答：了解学生对模拟电子技术基本概念的理解程度小组讨论：评估学生对模拟电子技术实际应用的掌握情况课后作业：检查学生对模拟电子技术基本组成部分的掌握情况第二章：放大电路基础2.1 教学目标理解放大电路的作用和原理掌握放大电路的主要参数学会分析放大电路的性能曲线2.2 教学内容放大电路的定义和作用放大电路的基本原理放大电路的主要参数放大电路性能曲线的分析方法2.3 教学方法采用讲授法，讲解放大电路的作用和原理通过实物演示或模拟软件，让学生了解放大电路的实际应用通过小组讨论，让学生探讨放大电路的主要参数及其作用2.4 教学评价课堂问答：了解学生对放大电路作用和原理的理解程度小组讨论：评估学生对放大电路主要参数的掌握情况课后作业：检查学生对放大电路性能曲线分析方法的掌握情况第三章：滤波器电路3.1 教学目标理解滤波器的作用和原理掌握滤波器的主要类型学会分析滤波器的性能指标3.2 教学内容滤波器的作用和原理滤波器的主要类型滤波器的性能指标3.3 教学方法采用讲授法，讲解滤波器的作用和原理通过实物演示或模拟软件，让学生了解滤波器的实际应用通过小组讨论，让学生探讨滤波器的主要类型及其作用3.4 教学评价课堂问答：了解学生对滤波器作用和原理的理解程度小组讨论：评估学生对滤波器主要类型的掌握情况课后作业：检查学生对滤波器性能指标的掌握情况第四章：振荡器电路4.1 教学目标理解振荡器的作用和原理掌握振荡器的主要类型学会分析振荡器的性能指标4.2 教学内容振荡器的作用和原理振荡器的主要类型振荡器的性能指标4.3 教学方法采用讲授法，讲解振荡器的作用和原理通过实物演示或模拟软件，让学生了解振荡器的实际应用通过小组讨论，让学生探讨振荡器的主要类型及其作用4.4 教学评价课堂问答：了解学生对振荡器作用和原理的理解程度小组讨论：评估学生对振荡器主要类型的掌握情况课后作业：检查学生对振荡器性能指标的掌握情况第五章：模拟集成电路5.1 教学目标理解模拟集成电路的作用和原理掌握模拟集成电路的主要类型学会分析模拟集成电路的性能指标5.2 教学内容模拟集成电路的作用和原理模拟集成电路的主要类型模拟集成电路的性能指标5.3 教学方法采用讲授法，讲解模拟集成电路的作用和原理通过实物演示或模拟软件，让学生了解模拟集成电路的实际应用通过小组讨论，让学生探讨模拟集成电路的主要类型及其作用5.4 教学评价课堂问答：了解学生对模拟集成电路作用和原理的理解程度小组讨论：评估学生对模拟集成电路主要类型的掌握情况课后作业：检查学生对模拟集成电路性能指标的掌握情况第六章：模拟电子技术在通信系统中的应用6.1 教学目标理解通信系统的基本原理掌握模拟电子技术在通信系统中的应用学会分析通信系统的性能指标6.2 教学内容通信系统的基本原理调制与解调技术模拟电子技术在无线通信和有线通信中的应用通信系统的性能指标分析6.3 教学方法采用讲授法，讲解通信系统的基本原理和模拟电子技术在通信系统中的应用通过实物演示或模拟软件，让学生了解通信系统的实际应用通过小组讨论，让学生探讨通信系统的性能指标及其作用6.4 教学评价课堂问答：了解学生对通信系统基本原理的理解程度小组讨论：评估学生对模拟电子技术在通信系统中的应用的掌握情况课后作业：检查学生对通信系统性能指标的掌握情况第七章：模拟电子技术在信号处理中的应用7.1 教学目标理解信号处理的基本概念掌握模拟电子技术在信号处理中的应用学会分析信号处理系统的性能指标7.2 教学内容信号处理的基本概念滤波器在信号处理中的应用放大器在信号处理中的应用信号处理系统的性能指标分析7.3 教学方法采用讲授法，讲解信号处理的基本概念和模拟电子技术在信号处理系统中的应用通过实物演示或模拟软件，让学生了解信号处理系统的实际应用通过小组讨论，让学生探讨信号处理系统的性能指标及其作用7.4 教学评价课堂问答：了解学生对信号处理基本概念的理解程度小组讨论：评估学生对模拟电子技术在信号处理中的应用的掌握情况课后作业：检查学生对信号处理系统性能指标的掌握情况第八章：模拟电子技术在电力系统中的应用8.1 教学目标理解电力系统的基本原理掌握模拟电子技术在电力系统中的应用学会分析电力系统的性能指标8.2 教学内容电力系统的基本原理模拟电子技术在电力系统中的应用，如电压调节、电流检测等电力系统的性能指标分析8.3 教学方法采用讲授法，讲解电力系统的基本原理和模拟电子技术在电力系统中的应用通过实物演示或模拟软件，让学生了解电力系统的实际应用通过小组讨论，让学生探讨电力系统的性能指标及其作用8.4 教学评价课堂问答：了解学生对电力系统基本原理的理解程度小组讨论：评估学生对模拟电子技术在电力系统中的应用的掌握情况课后作业：检查学生对电力系统性能指标的掌握情况第九章：模拟电子技术的测量与调试9.1 教学目标理解模拟电子技术测量与调试的基本原理掌握模拟电子技术测量与调试的方法和技巧学会分析测量数据和进行故障排查9.2 教学内容模拟电子技术测量与调试的基本原理测量仪器的基本使用方法，如示波器、万用表等模拟电子技术调试方法与技巧故障排查与解决方法9.3 教学方法采用讲授法，讲解模拟电子技术测量与调试的基本原理和方法通过实物演示或模拟软件，让学生了解测量与调试的实际应用通过小组讨论，让学生探讨测量数据分析和故障排查的技巧9.4 教学评价课堂问答：了解学生对模拟电子技术测量与调试基本原理的理解程度小组讨论：评估学生对测量与调试方法和技巧的掌握情况课后作业：检查学生对故障排查和解决方法的掌握情况第十章：模拟电子技术的创新与应用10.1 教学目标激发学生对模拟电子技术应用的兴趣和热情培养学生运用模拟电子技术解决实际问题的能力了解模拟电子技术在现代科技领域的发展趋势10.2 教学内容模拟电子技术在现代科技领域的应用实例，如智能手机、无线充电等模拟电子技术的创新研究方向，如纳米电子技术、生物电子学等学生分组进行模拟电子技术应用的创新项目设计和实践10.3 教学方法采用讲授法，讲解模拟电子技术在现代科技领域的应用实例和创新研究方向组织学生进行小组讨论和项目实践，鼓励学生提出创新应用的想法提供相关资料和指导，帮助学生进行创新重点和难点解析教案编辑中需要重点关注的环节包括：1. 教学目标：确保每个章节的教学目标明确、具体，并与课程的整体目标相一致。
集成运算放大电路
4. 放大差模信号
差模信号：数值相等，极性相反 的输入信号，即
uI1 uI2 uId / 2
iB1 iB2 iC1 iC2 uC1 uC2 uO 2uC1
＋ u Id 2
－
＋
－
u Id 2
△iE1=－△ iE2，Re中电流不变，即Re 对差模信号无反馈作用。
n U U U U o o1 o2 o A A u uj U U U U j 1 i i i2 in
2. 输入电阻
Ri Ri1
3. 输出电阻
Ro Ron
对电压放大电路的要求：Ri大， Ro小，Au的数值 大，最大不失真输出电压大。
Ri
Ri 2 R5// [rbe2 (1 β2 ) R6 // RL ] 56 K
2016/12/24
1 ( R3 // Ri2 ) 50 (5 // 56 ) Au1 = 191 rbe1 1 .2
Au Au1 Au 2
(1 β ) Re Au ( Rb rbe ) (1 β ) Re
2016/12/24
R3 // R5 rbe2 Rb rbe Ro R6 // 118 Ro Re // 1 2 1
2016/12/24
三、多级放大电路的频率响应
1. 讨论： 一个两级放大电路每一级（已考虑了它们的相互
影响）的幅频特性均如图所示。
20 lg A 20 lg A 40 lg A 20 lg A u u1 u2 u1
uOc 共 模 放 大 倍 数Ac ，参数理想对称时 Ac 0 uIc
2016/12/24
电路电子技术基础模拟部分-第六版
1 / sC VP ( s ) VA ( s ) R 1 / sC Vi ( s ) VA ( s ) VA ( s ) Vo ( s ) VA ( s ) VP ( s ) 0 R 1 / sC R Vo ( s ) AVF 得滤波电路传递函数 A( s ) Vi ( s ) 1 (3 - AVF ) sCR ( sCR )2
20lg|
A(j) | A0 /dB 20 10
产生增益过冲的 原因是什么？ 上 限 角频 率 H 和 特 征 角频 率 C 有 何差别？
归一化的幅 频响应曲线
/C
12
华中科技大学 张林
4. n阶巴特沃斯传递函数 传递函数为
A( jω)
A0 1 (ω / ωc )2n
式中n为阶滤波电路阶数，c为3dB载止角频率，A0为通带电 压增益。 | A( j ) |
其中 A( j ) —— 模，幅频响应 ( ) —— 相位角，相频响应
d ( ) ( ) ( s) d
群时延响应
4
华中科技大学 张林
10.1 滤波电路的基本概念与分类
2. 分类
低通（LPF） 高通（HPF） 带通（BPF） 带阻（BEF） 全通（APF） 希望抑制 50Hz 的 干扰信号，应选用 哪种类型的滤波电 路？
相频响应
cQ ( ) arctg 2 1( ) c
华中科技大学 张林
11
10.3.1 有源低通滤波电路
3. 幅频响应
20 lg A( j ) 1 20 lg 2 A0 2 2 1 ( ) ( ) c cQ
Q＝10 5 2 1 0 －3 －10 －20 －30 －40 0.3 0.4 0.1 0.2 0.5 1 2 3 5 10 0.707 0.5
《模拟电子技术》课件
CATALOGUE
目录
模拟电子技术概述模拟电子技术基础知识模拟电路分析模拟电子技术实践应用模拟电子技术面临的挑战与解决方案模拟电子技术未来展望
01
模拟电子技术概述
总结词
模拟电子技术是研究模拟电子电路及其应用的科学技术，具有模拟信号处理的特点。
详细描述
模拟电子技术主要涉及对模拟信号的处理，即对连续变化的电压或电流信号进行处理，实现信号的放大、滤波、转换等功能。与数字电子技术相比，模拟电子技术具有处理连续信号、实时性强、精度高等特点。
例如，石墨烯、氮化镓等新型材料具有优良的导电性能和热稳定性，可以应用于高性能的电子器件中。
此外，还有一些新型复合材料也逐渐被应用于模拟电子技术中，以提高器件的性能和稳定性。
03
此外，还需要加强人才培养和技术交流，提高电路设计师的技术水平和创新能力。
01
高性能电路设计是模拟电子技术的重要组成部分，也是实现高性能电子器件的关键。
二极管的结构
二极管由一个PN结和两个电极组成，其结构简单、可靠，应用广泛。
正向导通特性
当二极管正向偏置时，电流可以通过PN结，表现出低阻抗的导通特性。
反向截止特性
当二极管反向偏置时，电流很难通过PN结，表现出高阻抗的截止特性。
03
02
01
1
2
3
三极管由三个半导体组成，包括两个N型和一个P型半导体，具有三个电极。
总结词
滤波电路是一种根据特定频率范围对信号进行筛选和处理的电路，主要用于提取有用信号、抑制噪声和干扰。
详细描述
滤波电路通过利用电感器和电容器的频率特性，将信号中特定频率范围内的成分保留或滤除，从而实现信号的处理和控制。常见的滤波电路有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。